Les Evolutions techniques. Marc Delpech Laboratoire de Génétique et Biologie moléculaires de l hôpital Cochin

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1 Les Evolutions techniques Marc Delpech Laboratoire de Génétique et Biologie moléculaires de l hôpital Cochin 1

2 Les principales étapes de l évolution technologique 1975 Southern blot 1977 Séquençage Sanger 1980 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) 1984 Premiers diagnostics prénatals 1985 PCR (Taq polymerase 1987) 1989 Microsatellites 2006 NGS (New Generation Sequencing)

3 Au début uniquement deux applications possibles de la génétique moléculaire Le conseil génétique Le diagnostic prénatal

4 Le conseil génétique et le diagnostic prénatal Diagnostic parfois non fiable Limité à peu de maladies Impossible dans de nombreux cas Temps nécessaire très long et coût très élevé Possible dans 95 à 98% des cas Diagnostic fiable Rendu possible en quelques jours, voire un jour Depuis 2013 Des améliorations importantes encore en cours

5 Un progrès majeur dans la détection du sexe du fœtus Le développement du Diagnostic Prénatal Non Invasif (DPNI)

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7 L ADN fœtal dans le sang de la mère Une première estimation ; 3 à 6% de l ADN circulant dans le sang de la mère Les derniers résultats montrent qu il y en a en général plus : 4 à 35% (en routine 10 à 15%) On sait maintenant qu il en faut au moins 4% pour obtenir un résultat exploitable en diagnostic La quantité varie en fonction de l âge de la grossesse : 4 à 6% vers 5 SA et on en trouve jusqu à l accouchement En pratique le diagnostic est fait entre la 9 SA et 12 SA La durée de vie de l ADN dans le sang de la mère n est que de quelques minutes Il disparaît complètement 30 min après l accouchement

8 Principe de la PCR Digitale Image Life Technologies

9 Détection Qualitative de Séquences Absentes du Génome Maternel DÉTERMINATION DU SEXE FŒTAL PAR PCR DIGITALE Système QX100 Droplet Digital PCR (ddpcr TM ) Mise en évidence -ou non- du gène SRY (essai Taqman) ADN distribué dans les microgouttelettes de l émulsion Réaction PCR Positive Réaction PCR Négative Détection d un signal fluorescent Quantification absolue Document Juliette Nectoux

10 Cela concerne Le détermination du sexe du fœtus La détermination du Rhésus du fœtus Demain tout le diagnostic prénatal

11 Le Séquençage de nouvelle génération (NGS) Une révolution pour le diagnostic génétique

12 La première génération à partir de 2006 GS20 - FLX 454 Roche Solexa 1G Illumina SOLiD ABI Technologie Synthèse Synthèse Ligation Longueur lue en pb 250 pb 500 pb pb pb Longueur totale lue par run 2006 : 20 Mb Mb 2009 : 1 Gb 2006 : 1-1,6 Gb 2010 : 9 Gb 2007 : : 9 Gb

13 Le 454 de Roche

14 Les appareils Illumina actuels HiSeq à 200 Gb IIx 8 à 45 Gb IIe 3 à 20 Gb

15 HiSeq X Ten Gb

16 Les systèmes plus simples de Life Technologies 10 Mb to 1 Gb

17 Tout devient plus simple avec le dernier d Illumina NextSeq 500

18 Peut-être l avenir Oxford Nanopore

19 Un vrai problème : la masse des données

20 Deux problèmes majeurs avec le NGS Le traitement des données De nombreux logiciels complexes et évolutifs Pénurie de Bio-informaticiens Le stockage des données Plusieurs Go par patient Que stocker

21 Traitement informatique d une détermination de séquence Signal processing et base calling (.sff/.fastq) Torrent Suite Alignement (.bam) Variant calling (.vcf /.pjt) Variant Caller Annotation des variants Filtrage NextGENe (Bioke) Polydiag/Polyweb (P. Nitschké ) Interprétation Alamut CR clinique Audrey Briand

22 Deux problèmes majeurs avec le NGS Le traitement des données De nombreux logiciels complexes et évolutifs Pénurie de Bioinformaticiens Le stockage des données Plusieurs Go par patient Que stocker

23 Les nouveaux outils vont révolutionner le diagnostic génétique et cela concernera Toujours le conseil génétique et le diagnostic prénatal Le dépistage prénatal et post-natal Toutes les maladies génétiques Les maladies communes avec la mise en évidence de biomarqueurs associés aux maladies La Pharmacogénétique

24 Mais cela induit aussi des problèmes éthiques La mise en évidence de défauts génétiques au décours d une analyse génétique Transmettre ou pas l information L utilisation de l information génétique Par les employeurs Par les assureurs Par l état

25 Merci de votre attention 25